66875

Устройство оптоэлектроники

Контрольная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Изобразить структуру фотоприемника. Изобразить ВАХ фотоприемника. Дать определение основным параметрам. Пояснить принцип работы фотоприемника. Фототиристор Фотоприемный прибор, имеющий три и более р-п перехода, в ВАХ которого имеется участок отрицательного дифференциального сопротивления, называются фототиристорами.

Русский

2014-08-29

702.06 KB

41 чел.

Федеральное агентство связи

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

ГОУ ВПО «СибГУТИ»

Контрольная работа

по предмету:

Устройство оптоэлектроники

                                                                             Выполнил: Тарасов А.А.

                                                                             № студенческого билета:

                                                      ЗТ-091048

                                                                           Группа: ЗТ-91  (ускор.)

                                                                             Проверил: Игнатов А.Н.

Новосибирск 2011

Задача № 1

Изобразить структуру фотоприемника. Изобразить ВАХ фотоприемника. Дать определение основным параметрам. Пояснить принцип работы фотоприемника.

Фототиристор

Фотоприемный прибор, имеющий три и более р-п перехода, в ВАХ которого имеется участок отрицательного дифференциального сопротивления, называются фототиристорами.

На рисунки 1 изображена структура фототиристора с тремя  р-n переходами. Крайние области такой структуры р и п называются эмиттерами, а примыкающие к ним переходы – эмиттерными, центральны переход называется коллекторным. Между переходами находятся базовые области (р и n) . Электрод, обеспечивающий контакт с n-эмитерром, называет  катодом, а с р-эмиттером  - анодом.

Рис.1. Структура фототиристора

Рассмотрим работу фототиристора , когда к структуре  приложено прямое напряжения  рис.1. В статическом режиме по законному непрерывности тока можно записать для тока через коллекторный переход n2:

In2 = ( Iко  + Iф1 ) + ( I + Iф2 ) α1  +   ( I + Iф3 ) α2            

Из этого выражения получим :

I ( 1 α1 α2 ) = Iко  + Iф1 α1 + Iф2 + Iф3 α2            

Где   Iф1 , Iф2 , Iф3   - фототоки, возникающие вследствие разделении соответствующим р-n  переходом генерированных излучением носителей;

α1 и α2 - коэффициенты передачи по току транзисторных структур  р1 n1 р2   и  n2 р2 n1 .                                                       

При отсутствии освещения, т.е. при   Iф1 = Iф2  = Iф3   = 0       

получим выражением для ВАХ  тиристора в случае двухэлектродного (динисторного)   включения, которое определяет темную характеристику фототиристора. При освещении ток  I , протекающий через структуру , определяется совместным действием фототоков Iф через переход и собственным током коллекторного перехода Iк .  Можно утверждать, что величина Iф1α1 + Iф2 + Iф3α2 , которая изменяется с изменением уровня освещенности играет роль тока управления в обычном тиристоре, т.е. при воздействии потока излучения изменяется напряжения включения фототиристора.

         На рисунке 2 приведено семейство ВАХ фототиристора, освещаемого монохроматическим светом с различной мощностью излучения.

Рис.2. Семейство ВАХ фототиристора

        Фототиристоры являются перспективными приборами для переключения больших мощностей.

Задача № 2

Определить длинноволновую границу фотоэффекта гр и фоточувствительность приемника. Изобразить вид спектральной характеристики фотоприемника и указать на ней  гр.

Исходные данные:

Тип ПП материала – InAs

Квантовая эффективность  = 0,3

Ширина запрещенной зоны: W = 0,39 эВ

         Решение

           гр=1,24/ΔW=1,24/0,39=3,18 мкм

гр  – длина волны, выше которой излучение перестает существовать;

W – ширина запрещенной зоны.

        Определим фоточувствительность Sф : 

          

Рис.3. Спектральная характеристика фотоприемника

Задача №3

Изобразить принципиальную схему включения семисегментного полупроводникового индикатора. Описать принцип действия индикатора. Указать какой цифровой код и состояния выходов дешифратора соответствуют индикации цифры, соответствующей последней цифре Вашего студенческого билета. Результаты оформить в виде таблицы истинности.

Рис.4. Принципиальная схема включения семисегментного полупроводникового индикатора

Все знаковые индикаторы подключаются к цифровым устройствам через дешифраторы, при увеличении числа светящихся точек быстро возрастает разрядность дешифратора, поэтому индикаторные элементы матричных панелей подключаются к дешифраторам через адресные шины. При отображении буквенно — цифровой информации используется дешифратор и блок ПЗУ. Дешифратор преобразует код цифры или буквы в двумерный код описывающий графическое изображение знака. ПЗУ хранит информацию о конфигурации всех отображаемых знаков в виде двумерных кодов.

Управляются матричные панели 2 способами:

1. Статическим

2. Динамическим.

При статическом способе управляющее устройство находит адреса светящихся точек и подключает соответствующие провода к источнику питания, выбранные элементы излучают свет до смены изображения, такой способ удобен для индикации результатов измерений (данных графика и т. д.).

При динамическом способе отображается подвижные изображения. Отдельные ячейки панели возбуждаются импульсным источником и излучают свет в течение короткого интервала времени. Все изображение получается путем многократного возбуждения.

Входной двоичный код и состояния выходов дешифратора.

Номер варианта

Входной код

Состояние выходов дешифратора

23

22

21

20

А

В

С

D

Е

F

G

8

1

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

Задача № 4

Изобразить схему включения светодиода, с указанием полярности  включения источника питания Uпит и номинала ограничительного сопротивления Rогр . Рассчитать какую силу света обеспечивает светодиод, при заданных Uпит и Rогр. Определить длину волны соответствующую максимуму  спектрального распределения.

Исходные данные:

Тип светодиода – АЛ316Б

Напряжение питания Uпит = 8 В

Номинал ограничительного сопротивления 820 Ом

Решение:

Рис.5. Схема включения светодиода

Для того чтобы определить какую силу света обеспечивает светодиод, при  заданных  Uпит  и  Rогр , необходимо найти Iпр сид . Для этого построим линию нагрузки : при  Iпр сид = 0 , U пр сид = Uпит = 8 В,  

                              при U пр сид = 0 Iпр сид = Uпит/Rогр= 8/820 = 9,7 мА

Найдем  Iпр сид при  заданных  Uпит  и  Rогр :

Iпр сид  = (Uпит U пр сид )/Rогр= (8 – 1,7 )/820 = 7,7 мА

По зависимости силы света I0 = F( Iпр сид ) определим какую силу света обеспечивает светодиод

Рис.6. Типовая зависимость силы света от прямого тока

Сила света  I0 = 0,4мкд.

Рис. 7. Спектры излучения светодиодов

Длина волны соответствующая максимуму  спектрального распределения  λ=0,67 мкм.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

65148. Загадочная война Субэдэя с русскими 95.5 KB
  Это с одной стороны а с другой что за загадочные Тулисыгэ русский город и Елебань владетель или господин племени русских Попытавшись прояснить вопрос во втором жизнеописании Субэдэя в Юань ши их по ошибке оказалось два созданных разными...
65149. О ДАТАХ ЖИЗНИ ЧИНГИСХАНА 112 KB
  Если относительно смерти Чингисхана существует общепринятая дата август 1227 года которая подтверждена всеми основными источниками то относительно его рождения до сих пор нет такого согласия ни в источниках ни в исследованиях ни в официозе.
65150. Осадные технологии монголов 645 KB
  Данная тема имеет особое значение при рассмотрении военного государства Чингисхана кроме развития тактики и стратегии применения конницы естественной для кочевников военной силы монголы эффективно сокрушали крепости и города в государствах развитых оседлых народов.
65151. Русь и тюрко-монгольский мир за 1500 лет 102.5 KB
  Русские князья предпочли отказаться от этой чести и решили сражаться до последнего. В этом случае русские фактически выступают союзниками Великого Булгара бывшего в подчинении у Хазарии и долго добивавшегося независимости.
65152. Великий западный поход чингизидов на Булгар, Русь и Центральную Европу 294 KB
  Этот поход начался с разгрома Булгара и владений приволжско-уральских народов: саксинов, мордвы, суваров, вотяков и других. Принятие решения о нем известно в передаче нескольких источников, приведем текст Джувейни...
65153. К ВОПРОСУ О ПЕРВОНАЧАЛЬНОЙ ЧИСЛЕННОСТИ МОНГОЛОВ В УЛУСЕ ДЖУЧИ 78.5 KB
  Обычно ссылаются на 4 тысячи монголов о которых сообщает Рашид ад Дин как о выделенных Чингисханом войсках для улуса Джучи. Действительно у Рашид ад Дина есть раскладка монгольских тысяч которые Чингисхан согласно трактовке...
65154. Материалы источников по битве при Калке 106 KB
  Татары же повернули назад и пошли в свои вежи. Дошли вести в стан что пришли татары посмотреть русские ладьи; услышав же об этом Даниил Романович и сев на коня погнался посмотреть на невиданную рать; и бывшие с ним конники и многие другие князья вместе с ним помчались смотреть невиданное войско.
65155. ОБЫЧАЙ И ЗАКОН В ПРАВЕ НАРОДОВ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ ПОСЛЕ ИМПЕРИИ ЧИНГИСХАНА 23 KB
  Исследователи права центрально-азиатских кочевников активно ведут дискуссии являлось ли это право обычным или позитивным. Право изучалось в следующих направлениях: практическое для последующей интеграции в иную правовую систему сбор сведений о казахском праве русскими чиновниками...
65156. Ордынские корни российских органов исполнительной власти 43 KB
  Ордынские корни российских органов исполнительной власти Проблемы истории государственного управления : государственный аппарат и реформы в России к 200 летию министерской системы управления в России...